论文部分内容阅读
随着化石资源的日益枯竭、环境污染的恶化和车辆柴油化趋势的加快,生物柴油这种优质的石化柴油替代品,倍受人们的关注。据不完全统计,作为生物柴油原料的地沟油,我国当前的产量约为五百万吨／年,生物柴油与我国的能源国情相切合,一般将此类地沟油作为生物柴油的原材料。所以本论文以月桂酸甘油三酯为模型化合物,寻找一个更有效的方法将甘油三酯酯交换为生物柴油燃料。在该研究中,甘油三月桂酸酯的酯交换在溶解于乙醇和5.1 MPa CO2的助溶剂中的4wt%的路易斯酸氯化铝(AlCl3)溶液中进行。在低温180℃,1小时的条件下,可获得超过90%的油产率。即使在80℃的条件下也可以获得50%以上的生物柴油产率。同时,考量了A1C13添加量、C02压强、酯醇质量比等影响因素对酯交换过程的影响。该酯交换过程显示了路易斯酸和二氧化碳的共催化作用。提出了反应机制中的几个关键步骤。第一,C02-乙醇的混合物强化了氢键作用,提高了C2H5O·的浓度；第二,路易斯酸氯化铝(AlC13)攻击了C-O-C上的氧削弱了该化学键形成了新的羰基碳ORl结构,而羰基碳OR1极易被C2H5O·攻击形成酯交换产物(C2H4COOR1);第三,AlC13最终会被H取代形成甘油和中间体,如：非乙基酯化化合物(unethyl esterified compounds,uEE)依据研究数据,对酯交换反应过程进行了动力学分析,获得反应的活化能为55±4.7 kJ/mol,反应级数是3.05,频率因子(ln A)为14.71±1.31,反应动力学模型为AlCl3被用作絮凝剂和催化剂将油炸废油(WCO)转换至生物柴油。在这一过程中,120℃、90min条件下获得了97%的游离脂肪酸(FFA)转化率。这是目前已知的方法中非常有效的地沟油再利用体系。AlC13也被成功地应用到微藻酯交换制生物柴油的研究中,结合了收获,脂质提取和酯交换的集成的方法。